光触媒及其在纤维中的应用
光触媒历史及运用领域
2001年，光触媒产品全面介入家庭日常生活，并 在短短的半年时间，迅速席卷欧美及东南亚发达 国家和地区，成为家庭主要消费产品之一，而且 奇迹般的以年平均 4.6%递增。光触媒已经成为发 达国家老幼皆知的环保代名词。并于年末，首次 应用于美国空间站的空气净化。
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光触媒运用范围；
公共场所：
学校（学校课室、集体宿舍、培训所、礼堂、 饭
堂、科学馆、图书馆、计算机房）、办公区域（
办公室、会议室）、酒店、饭店、旅馆、网吧、
电影院、KTV、演讲厅、宴会厅、公共 /
光触媒历史： 1968年当时东京大学的研究生滕岛昭偶然的情况 下发现了光触媒。 1969年将本田藤岛效应发表在“工业科学杂志” 。东京大学的本多氏和藤岛氏发现的，根据光电 极反应通过光可将水分解成氧和氢的效果。
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1972年发表在美国“自然”杂志的本田藤岛效应 吸引了来自世界各地的关注，于是开始利用光触 媒对有机物质的分解，无害化的研究。 1980年引入越来越多的报纸和杂志报道“光触媒 拯救世界危机”。
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1994年TOTO开发光触媒抗菌和防污瓷砖，光触媒 开始走向商业化。 1996年开发用了光触媒的太阳能帐篷，并作为产 品开始销售。
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1999年盛和工业利用光触媒的有机物分解效果开 发了空气净化器，佐贺县窖业实验所所长—之濑 博士获得专利。 1999年由于纳米技术得到了突破性进展，光触媒 终于正式登上了国际研究舞台。
个人居所： 起居室、厨房、餐厅、书房、客厅、吸烟区、浴 室、厕所、家具、玩具、餐具、梳理台、浴缸、 马桶、垃圾桶。
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医疗场所、门诊部、急救中心、手术室、ICU、传 染病房、供应消毒中心、静脉药物配剂中心、候 诊室、输液大厅、病房、走道、生育保健中心、 卫生所、保健院、防疫站、养老院、宠物医院。
光触媒抗菌防霉方面的应用.
由于光触媒的多种性能、多种用途互相交织在一起的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ况较多,下面就光触媒在 各应用领域中的商品化比例为顺序作一下介绍.
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5.1 抗菌防霉 二氧化钛在光照射下,产生氢氧根自由基等活性氧比常用作消毒杀菌的氯气、次 氯酸、双氧水和臭氧等具有更强的氧化能力,二氧化钛通过这种氧化能力破坏了 细胞内的辅酶A等辅酶和呼吸作用酶等发挥抗菌作用而使细菌或霉菌的繁殖中止 .
综上所述,二氧化钛光触媒作为新型的抗菌剂令人注目、各种应用的开发也进展 良好.光触媒抗菌瓷砖已经在市场销售,在卫生陶器、菜刀、案板、建筑材料、24 小时浴室以及衣料用纤维等方面上的应用开发进展顺利.
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此外,防止由MRSA(甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌)等引起院内感染方面的应用业 已开展、去除浮游菌的设备等也已产业化.
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这类二氧化钛光触媒的抗菌剂与传统的抗菌剂不同、它们具有如下特征：
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1）二氧化钛在没有光照时没有抗菌活性.传统的抗菌剂是通过药效成分的溶出 释放而阻止细菌的发育或杀灭细菌.用从餐具铅溶出实验同样的方法测试表明：
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在涂有二氧化钛光触媒层的玻璃板上用日光灯照射下的抗黄色葡萄菌的抗菌效 果如表2所示.与空白玻璃板或没有光照时作对比,二氧化钛光触媒经6小时光照射 后,细菌数从25万个减少到10个以下、表明有显著的抗菌效果.
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光触媒定义及作用原理指南
光触媒定义及作用原理指南光触媒是一种利用光能激活的催化剂，可以将光能转化为化学能，并作用于周围环境中的有害物质，将其分解为无害物质。
光触媒常用于空气净化、水处理、消臭以及抗菌等方面。
光触媒的作用原理主要基于光催化反应。
其关键是光能激发催化剂表面的电子，使其进入激发态，形成光生电子和光生空穴。
这些光生电子和光生空穴能够参与催化反应并与周围物质发生化学反应。
具体来说，光触媒通常由两部分组成：催化剂和光敏剂。
催化剂通常是金属氧化物，如二氧化钛（TiO2）是最常用的一种。
光敏剂则是通过吸收光能激发催化剂的物质，如有机色素。
当光敏剂被激活后，它会传递电子给催化剂表面的缺陷位点，从而形成光生电子和光生空穴。
光生电子和光生空穴在催化剂表面参与两个关键过程：氧化反应和还原反应。
光生电子具有还原能力，可与周围的氧分子发生反应，生成氧自由基（•O2-）。
氧自由基具有强氧化能力，可以氧化有机物和细菌等。
光生空穴则具有氧化能力，可以氧化水分子（H2O），生成羟基自由基（•OH）。
羟基自由基也具有很强的氧化能力，可以氧化附近的有机物。
因此，光触媒的作用原理是通过激活光催化剂，将光能转化为化学能，使催化剂表面的光生电子和光生空穴与周围的有害物质发生反应，分解有害物质为无害物质。
该反应过程同时也生成了一系列的氧化和还原自由基，从而实现了空气净化、水处理、消臭和抗菌等目的。
光触媒的使用主要分为两种形式：表面光触媒和悬浮光触媒。
表面光触媒是将光触媒涂覆在材料表面，如建筑外墙、玻璃等，使其具有光催化功能。
悬浮光触媒则是将光触媒以悬浮物质的形式，如纳米粒子、薄膜等，添加到空气或水中，从而实现催化反应。
悬浮光触媒更灵活适用于不同场景，而表面光触媒则更常用于需要长期催化的环境。
总之，光触媒是一种能够利用光能实现空气净化、水处理、消臭和抗菌等效果的催化剂。
其作用原理基于光催化反应，通过激活光敏剂产生光生电子和光生空穴，并利用其还原和氧化能力，将有害物质分解为无害物质。
光触媒材料的研究与应用
光触媒材料的研究与应用近年来，光触媒材料在环境治理与科技进步方面发挥着越来越重要的作用。
它是一种先进的氧化反应技术，能够降解有机污染物和氧化空气中有害气体。
同时，光触媒材料的具有天然光触媒的抗菌功能，可以使用于医疗器械、日常生活用品等领域。
一、光触媒的原理与常用材料光触媒是指在光照下，通过光催化反应将有害物质转化为无害的物质的一种技术。
其原理基于半导体钛酸钡的电子空穴对的反应，在可见光或紫外光的激发下，激发剂表面活性剂吸附污染物产生自由基，使有害气体与有害化学品持续被分解、去除。
常用的光触媒材料有锐钛矿TiO2、掺杂TiO2、WO3、ZnO、Ta2O5等物质，其中，锐钛矿TiO2因其优异的稳定性、较高的光催化活性被广泛应用于各个领域。
二、光触媒的应用领域1. 环境治理光触媒在空气抗菌、去除有害气体、净化水源等方面具有显著的应用潜力。
例如，运用纳米无机集成石墨烯的多功能光触媒发明去除高毒性有机物质的技术可为有毒污染物之间的转化提供有效帮助，同时，研制的高效光催化-湿式氧化净水器可实现重金属离子、有机物、氯化物等多种污染物的去除，有效提高活水的品质。
2. 日常生活用品光触媒也可以被应用于日常生活用品，如门窗、车内空气净化器、管线空气净化器、冰箱、茶几、沙发、酒柜、厨房卫生间等，有效抵御霉菌、病毒、臭味等室内污染，给家居环境带来洁净、舒适、健康的氛围。
3. 医疗器械光触媒材料的抗菌功能也被应用于医疗器械领域。
以锐钛矿TiO2为主要材料的光触媒纳米陶瓷材料可有效杀死细菌和病毒，使医疗器械得到更彻底的清洁和消毒。
三、光触媒材料的研究进展进一步提高光触媒功能和效率是当前的研究方向，如提高光催化反应速率、降低光催化反应能量等。
1. 掺杂材料通过掺杂不同元素如Ag、Ce、N等，可以提高光催化反应活性和选择性，同时改变光触媒的吸收光谱范围，从而实现整体吸收太阳光等目标。
2. 纳米技术结合纳米技术，可以有效提高光触媒的反应活性与稳定性，降低其反应能量门槛，从而提高光触媒的实用性。
光触媒在纺织上的应用
光触媒基本知识：光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光 催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在光线的作 用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体； 能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害 化处理；同时还具备除臭、抗污、净化空气等功能。
1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现， 用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应。这就是著名的“本多 作用的光催化反应，将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟 基自由基（·OH）和超氧阴离子自由基（O2·）、活性氧（HO2·， H2O2）等具有极强氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的 能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性，这些强氧化性基团可 强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，并可 破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。
1、广谱抗菌 对大肠埃希氏菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、金黄色葡萄球菌、 真菌（多种癣菌和霉菌）具有广谱的抗菌效果。
2、抗菌效率高 根据广东省微生物分析检测中心检测，奥因光触媒能有效杀灭大肠 埃希氏菌、肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等， 抗菌率达99.99%以上（按GB15979-2002）；对黑曲霉、黄曲霉、赛 氏曲霉、土曲霉、焦曲霉等霉菌的防霉等级为0级（按GB/T1741-79 （89））。
3、对人体安全无害 有效成分是纳米二氧化钛，属于无毒类物质，对皮肤无刺激性。美 国食品药物管理局（FDA）把二氧化钛列入安全无害物质可当作食 品、化装品添加剂使用。奥因光触媒不含铅镉汞的等有毒物质，进 行光触媒处理后的产品不存在任何对人体健康有品。
目前已广泛应用于各种即用即弃的一次性卫生材料，如无菌手术衣、 手术帽、口罩以及卫生包覆材料、敷料、鞋垫等无纺布制品；应用 于不常洗的各种面料产品，如一次性针织内衣裤、袜子，装饰织物， 床上用品，家具布等。
光触媒在纺织品中的应用
-8- 纺织装饰科技 2009年第1期（总第88期）光触媒(photocatalyst)是一类似TiO2为代表的具有光催化的半导体材料的总称。
光触媒TiO2可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，能够在材料表面形成永久的抗菌防污涂膜，具有极强的防污、杀菌和除臭功能。
光触媒技术在日本等国已得到部分的应用，已开发出了屏蔽型光触媒，纺出了光触媒纤维，并织成光触媒织物，可用于空气净化、抗菌防污、防臭等。
近年来，国内在光触媒的产业化应用基本上是从2003年“非典”时大量引进日本光触媒产品开始的，现在这类产品正在全面推广并深入研究中。
光触媒在纺织纤维上的应用，可分为掺和在纤维内和涂覆在纤维上等方法，但任何一种加工方法都应考虑怎样有效发挥光触媒的功能和如何减少纤维材料或粘合剂性能劣化的问题。
光触媒聚酯纤维和织物的开发用在聚酯纤维中的光触媒粉末是将具有甜瓜型结构的光触媒剂P一25作为基材，将硅烷醇盐作为膜材料而制成的。
屏蔽型光触媒粉末则是以该粉末作为基材，外部采用一层隋性多孔质膜覆盖，通过粘合剂与纤维结合，使其与粘合剂直接接触部分不会发生树脂变质。
同时，外部空气通过孔膜的细孔和光触媒接触，从而使光触媒发挥抗菌消臭功能。
硅烷醇盐是一种特殊的制剂，成本较高，可选用低价位的四乙正硅酸酯。
但这种物质不溶于水，通过亲水化处理，并加入聚乙二醇多孔剂，从而实现多孔化。
该方法得到的光触媒粉末粒径分别为2μm、5 gm和15μm。
将屏蔽型光触媒粉末掺入聚酯中制成切 片，经纺丝和拉伸能制成光触媒纤维。
但是光触媒反应发生在纤维表面，而掺入的粉末进入纤维内，因而不能体现光触媒功能。
为了让纤维中的光触媒加工，一般减量率为5％～30％。
加工后的纤维劣粒子尽可能地露出纤维表面，要对纤维进行减量化倾向得到抑制，纤维制品经紫外线照射后强度基本不变。
除臭纤维 空气中的恶臭气体主要有5种，即含硫化合物、含氮化合物、卤素及其衍生物、烃类、含氧有机物。
光触媒简介
光触媒的简介光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料（二氧化钛比较常用），它涂布于基材表面，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。
作用原理：光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水（H2O）和二氧化碳（CO2），因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，理论上有效期非常长久，维护费用低。
同时，二氧化钛本身无毒无害，已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。
具体作用：光触媒作为一种新兴的空气净化产品，主要有以下功能：除菌：光触媒加工的表面，通过催化反应，将细菌的尸体分解得一干二净。
所以从严格意义上说光触媒不是杀菌，而应该叫除菌。
由于光触媒的强氧化分解能力，能分解大多数对人体有害的细菌：白色念珠菌、黑曲霉菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌等多种细菌具有很强的除菌功效，不会产生抗药性，抗菌率大于99.99%。
除臭：比臭氧（O3）有着更强的氧化能力，可强力分解臭源。
脱臭能力相当于500个活性碳冰箱除臭剂，比活性碳有更强的吸附力，且具有活性碳所没有的分解细菌功能。
对香烟臭、汗臭、垃圾臭、动物臭等具有除臭功效。
自洁：根据除菌的原理，导致污垢的物质也会被分解，又因为它的超亲水性，而看不到水滴的附着。
在户外，通过雨水经常得到冲洗而保持清洁状态。
当灰尘落于经过光触媒处理过的物体表面上，只需以清水清洗，因为光触媒的超亲水特性与地心引力配合，将让污垢不易附着，因此建筑体外观施工后也能常保洁净。
光触媒的原理及应用
光触媒的原理及应用一、光触媒的定义光触媒是一种能够在光照下产生催化作用的物质，其通过吸收光能，形成电子-空穴对，从而加速化学反应的进行。
光触媒能够分解有害物质，净化空气、水质等。
二、光触媒的原理光触媒的原理基于光催化作用，即光吸收和化学反应的相互作用。
当光能量足够时，光触媒材料吸收光能，激发电子跃迁到导带上，同时形成空穴。
这些电子和空穴在材料中移动，与周围物质发生催化反应，产生氧化还原反应、分解有机污染物等过程。
通过这个过程，光触媒能够有效地降解和去除有害物质。
三、光触媒的应用光触媒在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下方面：1.空气净化–使用光触媒可以降解有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等。
–光触媒还可以去除空气中的臭氧和挥发性有机物，改善室内空气质量。
–光触媒还可以杀灭空气中的细菌和病毒，净化空气。
2.水质净化–光触媒能够分解水中的有机物，如农药、重金属等。
–光触媒对抗菌作用也可以用于净化水质，杀灭水中的细菌和病毒。
–光触媒还可以去除水中的异味和色素，提高水的质量。
3.自洁–光触媒被广泛应用于建筑材料、陶瓷、玻璃等产品上，可以自洁，保持产品的美观和清洁。
–自洁功能还可以延长建筑物、家具等的使用寿命。
4.环保–光触媒的应用有助于降低环境中的有害物质浓度，减少环境污染。
–光触媒的使用无需添加化学物质，符合环保要求。
–光触媒还能够降低能源的消耗，提高资源利用效率。
5.医疗领域–光触媒可以应用于医疗器械的消毒，杀灭细菌和病毒。
–光触媒也可以应用于医院、诊所等场所的空气和水质净化。
–光触媒可以帮助减少交叉感染的风险，提高医疗环境的安全性。
四、光触媒的发展前景光触媒作为一种具有环保、净化特性的材料，有着广阔的应用前景。
随着人们对清洁环境的需求增加，光触媒的市场需求也将不断扩大。
由于光触媒具有无害、可持续的特点，将成为未来空气净化、水质净化和建筑材料领域的重要组成部分。
在医疗领域，光触媒的应用也将得到进一步的推广和发展。